[发明专利]测量大应变的应变计

说明书

技术领域

本发明涉及一种应变计，其详细结构为：应变计元件模板由电阻材料组成，可感应应变并显示相应应变的电阻变化，宽幅较小；至少有1对应变计组合件模板，连接有应变计引线，宽幅较大；至少有1对连接用模板，在电气特性上分别连接应变计组合件模板和上述应变计元件模板的顶部；而应变计元件模板、应变计组合件模板和连接用模板构成金属箔模板，此金属箔模板被附设在应变计基座上，应变计基座由挠性绝缘材料组成。此外，上述附设有金属箔模板的应变计基座的表面部分被片状膜所包覆。此应变计可同时用于测量大应变。

背景技术

应变计通过将机械或结构物(以下简称“被测量物体”)的表面机械性应变量转换成电阻值、电压等电气量而加以检测，可精确测量被测量物体各部分的变形(应变)情况，并可在被测量物体处于实际运转状态下对其应变分布情况进行定量测试，且不会对被测量物体造成损坏。

用于上述用途的以往的应变计，其结构如图4及图5所示。

图4表示以往的箔应变计类型的单轴应变计结构的模式平面图，图5表示图4所示的应变计紧贴在被测量物体上的状态的截面图。

在图4、图5中，1为应变计基座，由挠性绝缘材料组成。2为宽幅较小的应变计元件模板，其导电箔(金属箔)材料通过照相蚀刻技术，如图4所示，被连续折返成一定长度(应变计长度)呈弯曲状图形。可对通过上述应变计基座1而传达过来的被测量物体9的应变量进行测试，显示相应的电阻值。

3a及3b为应变计组合件模板，其材料与上述应变计元件模板2相同，且同时形成1对。为了比较容易地连接应变计引线(引线)4a及4b，组合件模板比应变计元件模板2的线宽要大很多。5a及5b为连接用模板，其一端连接在上述1对应变计组合件模板3a及3b上，另一端连接在应变计元件模板2的各个顶部。6a及6b为锡焊部，在电气特性上分别连接应变计引线4a及4b和应变计组合件模板3a及3b。7为片状膜，包覆应变计元件模板2、应变计组合件模板3a及3b以及连接用模板5a及5b的表面，可防止因吸湿而引起的退化以及因外部原因而引起的损伤。

使用以上结构的应变计去测量大应变时存在种种问题。

首先，普通的箔型应变计，比如，在将其紧贴在被测量物体上并通过拉伸使其伸展时，图4的A部，即应变计组合件模板3a及3b在A部(应变计组合件模板3a及3b)和B部(连接用模板5a、5b)的交接部分，即两者相连接的部分附近会发生应力集中现象，当应变量达到8％左右时会引起断线，存在这个缺点。

引起上述现象发生的原因可考虑为，A部(应变计组合件模板3a及3b)的箔面积比B部(连接用模板5a、5b)的箔面积大，再加上A部焊接有应变计引线4a、4b，因此处于比B部较难伸展的状态。

为此，本专利申请人发明了如刚才图4所示的应变计(专利文献1：实用新型专利登记第3040684号公报)。

图4所示的专利文献1所述的应变计，其特征在于，形成有细缝，可分散应变计组合件模板3a、3b的与上述连接用模板5a、5b相连接部分的应力集中现象，防止断线。下面进行更为详细的说明，应变计组合件模板3a、3b与应变计元件模板2相对一侧的顶部，其凹面对着应变计元件模板2一侧(图4中为左侧)，形成圆弧形状。此外，上述细缝在应变计组合件模板3a、3b上与连接用模板5a、5b相连接的部分，沿着感应轴形成，且其深度从靠近应变计元件模板2一侧直至应变计组合件模板3a、3b的几乎中心附近，形成细缝8a、8b。

在上述专利文献1中所记载结构的应变计中，应力比较集中的细缝8a、8b的最深部8c、8d附近宽幅较大，长度尺寸较长，因此，由于位于面积大的应变计组合件模板3a、3b的中心附近，所以，应力集中现象得到分散，不用担心会发生由于应力集中而引起断线。

为此，应变计元件模板2在结构上通过应变计基座1而承接被测量物体的应变，并显示相应的电阻变化，但是，测量大应变的应变计具有应变极限值，即应变的极限不到10％，相对于此，图4所示的应变计对于超过1 5％的应变也不会发生断线现象，从而使测量大应变成为可能。

专利文献1       实用新型专利登记第3040684号

发明内容

但是，近年来，针对应变计，大家迫切期望开发出一种可对上述超过15％应变极限的大应变进行测量的应变计。

为此，涉及本发明的技术人员为了不辜负上述期望，对各种课题进行了多方面的研究。